CN112549968A - 一种氢能汽车高压安全控制系统和控制方法 - Google Patents

一种氢能汽车高压安全控制系统和控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种氢能汽车高压安全控制系统和控制方法。本发明包括整车控制器、和与整车控制器电性连接的第一辅助能源、安全气囊控制器、车身控制器、燃料电池控制器、第二辅助能源、驱动电机控制器、高压配电箱、加热控制器和空调压缩机；车身控制器与加热控制器和空调压缩机电性连接；安全气囊控制器与燃料电池控制器、第一辅助能源、第二辅助能源和高压配电箱电性连接。本发明当氢能汽车高压系统出现绝缘故障时或当氢能汽车高压系统出现环路互锁(含开盖检测)故障时，或当氢能汽车出现碰撞工况的时，整车控制器可以禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘员的人身安全。

Description

一种氢能汽车高压安全控制系统和控制方法
技术领域
本发明涉及氢能汽车技术领域，尤其涉及一种氢能汽车高压安全控制系统和控制方法。
背景技术
氢气易挥发、易燃、易爆及氢脆等特性，使得氢气在使用过程中存在一定的安全隐患，由于对氢气使用的经验不够丰富，在汽车上气体的安全使用就显得至关重要，尤其是在车辆出现故障后，燃料电池汽车上采取的安全措施是否及时有效至关重要。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种高效保护驾驶员和乘客的人身安全的氢能汽车高压安全控制系统和控制方法。
本发明的一种氢能汽车高压安全控制系统，包括整车控制器、和与所述整车控制器电性连接的第一辅助能源、安全气囊控制器、车身控制器、燃料电池控制器、第二辅助能源、驱动电机控制器、高压配电箱、加热控制器和空调压缩机；
所述车身控制器与所述加热控制器和空调压缩机电性连接；
所述安全气囊控制器与所述燃料电池控制器、第一辅助能源、第二辅助能源和高压配电箱电性连接；
所述整车控制器为所述燃料电池控制器、第一辅助能源、第二辅助能源、高压配电箱和驱动电机控制器提供唤醒电源；
所述车身控制器为所述整车控制器、加热控制器和空调压缩机提供唤醒电源；
所述安全气囊控制器向所述整车控制器、燃料电池控制器、第一辅助能源、第二辅助能源和高压配电箱传递碰撞信号；
所述第一辅助能源、燃料电池控制器、第二辅助能源、驱动电机控制器、高压配电箱、加热控制器和空调压缩机均发送高压互锁故障状态给整车控制器；
所述第一辅助能源还发送绝缘阻值低故障和绝缘阻值给整车控制器，并还接收整车控制器发出的工作使能信号。
进一步的，所述车身控制器接收加氢口开启状态信号，发出ACC继电器控制信号和IGN继电器控制信号给相关的继电器或低压电源控制板来执行。
进一步的，所述安全气囊控制器通过硬线和总线同时向所述整车控制器、燃料电池控制器、第一辅助能源、第二辅助能源和高压配电箱传递碰撞信号。
一种氢能汽车高压安全控制方法，使用上述的一种氢能汽车高压安全控制系统。
一种氢能汽车高压安全控制方法，具体步骤如下：
当所述第一辅助能源检测到高压系统出现绝缘故障时，第一辅助能源会监测并发送绝缘电阻低和绝缘电阻数值给整车控制器，整车控制器禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘客的人身安全；
当所述第一辅助能源、燃料电池控制器、第二辅助能源、高压配电箱、加热控制器、空调压缩机、驱动电机控制器其中任何一个高压系统出现环路互锁故障时，其将发送高压互锁故障信号给整车控制器，整车控制器禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘客的人身安全；
当安全气囊控制器检测出现碰撞工况的时，安全气囊控制器会发送碰撞信号给整车控制器、第一辅助能源、第二辅助能源、高压配电箱、燃料电池控制器；所述整车控制器接收到碰撞信号后，禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程；所述第一辅助能源接收到碰撞信号后，禁止内部的高压继电器闭合，如果内部的高压继电器已经闭合则切断高压继电器，切断第一辅助能源的高压输出；所述第二辅助能源接收到碰撞信号后，禁止内部的高压继电器闭合，如果内部的高压继电器已经闭合则切断高压继电器，切断第二辅助能源的高压输出；所述高压配电箱接收到碰撞信号后，禁止内部的高压继电器闭合，如果内部的高压继电器已经闭合则切断高压继电器，切断高压配电箱的高压输出；所述燃料电池控制器接收到碰撞信号后，禁止燃料电池启动，如果燃料电池已经开机则执行紧急关机流程；
当所述车身控制器检测到加氢口处于打开时，通过断开ACC继电器和IGN继电器的方法，整车控制器禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘员的人身安全。
本发明的一种氢能汽车高压安全控制系统和控制方法，当氢能汽车高压系统出现绝缘故障时，可以禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘客的人身安全；当氢能汽车高压系统出现环路互锁(含开盖检测)故障时，可以禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘客的人身安全；当氢能汽车出现碰撞工况的时，可以禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘员的人身安全；当氢能汽车的加氢口盖板打开时，可以禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘员的人身安全。
附图说明
图1为本发明的一种氢能汽车高压安全控制系统的结构示意图。
1、整车控制器；2、第一辅助能源；3、安全气囊控制器；4、车身控制器；5、燃料电池控制器；6、第二辅助能源；7、驱动电机控制器；8、高压配电箱；9、加热控制器；10、空调压缩机。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本发明的一种氢能汽车高压安全控制系统，包括整车控制器1、和与整车控制器1电性连接的第一辅助能源2、安全气囊控制器3、车身控制器4、燃料电池控制器5、第二辅助能源6、驱动电机控制器7、高压配电箱8、加热控制器9和空调压缩机10；
车身控制器4与加热控制器9和空调压缩机10电性连接；
安全气囊控制器3与燃料电池控制器5、第一辅助能源2、第二辅助能源6和高压配电箱8电性连接；
整车控制器1为燃料电池控制器5、第一辅助能源2、第二辅助能源6、高压配电箱8和驱动电机控制器7提供唤醒电源；
车身控制器4为整车控制器1、加热控制器9和空调压缩机10提供唤醒电源；
安全气囊控制器3向整车控制器1、燃料电池控制器5、第一辅助能源2、第二辅助能源6和高压配电箱8传递碰撞信号；
第一辅助能源2、燃料电池控制器5、第二辅助能源6、驱动电机控制器7、高压配电箱8、加热控制器9和空调压缩机10均发送高压互锁故障状态给整车控制器1；
第一辅助能源2还发送绝缘阻值低故障和绝缘阻值给整车控制器1，并还接收整车控制器1发出的工作使能信号。
本发明的一种氢能汽车高压安全控制系统和控制方法，当氢能汽车高压系统出现绝缘故障时，可以禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘客的人身安全；当氢能汽车高压系统出现环路互锁含开盖检测故障时，可以禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘客的人身安全；当氢能汽车出现碰撞工况的时，可以禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘员的人身安全；当氢能汽车的加氢口盖板打开时，可以禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘员的人身安全。
车身控制器4接收加氢口开启状态信号，发出ACC继电器控制信号和IGN继电器控制信号给相关的继电器或低压电源控制板来执行。
安全气囊控制器3通过硬线和总线同时向整车控制器1、燃料电池控制器5、第一辅助能源2、第二辅助能源6和高压配电箱8传递碰撞信号。
其中，第一辅助能源2的作用是在燃料电池开机时提供辅助高压能源，以及车辆运行时作为整车的储能装置，例如能量回收时回收的能量可以存储在第一辅助能源2中。
安全气囊控制器3的作用是在发生碰撞的时候能够点爆气囊对驾驶员和乘员进行保护，同时实时检测车辆各个方向的加速度或碰撞传感器信号，并转化为碰撞信号通过硬线和总线两种形式发给相关的控制器。
车身控制器4的作用是完成车身类控制器的功能，例如汽车低压上下电控制器、防盗子系统，雨刮、大灯、四门两盖、后视镜等的系统控制和执行。
整车控制器1的作用是对采集整车碰撞等信号，用于控制整车高压上电以及高压紧急下电，以及汽车高压上下电控制、扭矩解析、档位解析、能量管理、动力电池系统控制等功能。
燃料电池控制器5的作用是完成燃料电池系统控制器的功能，例如空压机、氢气循环泵、水泵等的工作状态和转速控制等。
第二辅助能源6的作用在燃料电池开机时提供辅助高压能源，以及车辆运行时作为整车的储能装置，例如能量回收时回收的能量可以存储在第二辅助能源6中。
驱动电机控制器7的作用是对驱动电机的工作状态，转速和扭矩等进行控制。
高压配电箱8的作用是控制整车主正继电器、主负继电器、预充继电器、电池加热继电器、暖风继电器等的闭合和断开。
加热控制器9的作用是实现对车辆的热管理系统的加热功能的控制器；
空调压缩机10的作用是实现对车辆的空调制冷等功能。
一种氢能汽车高压安全控制方法，使用上述的一种氢能汽车高压安全控制系统。
一种氢能汽车高压安全控制方法，具体步骤如下：
当第一辅助能源2检测到高压系统出现绝缘故障时，第一辅助能源2会监测并发送绝缘电阻低和绝缘电阻数值给整车控制器1，整车控制器1禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘客的人身安全；
当第一辅助能源2、燃料电池控制器5、第二辅助能源6、高压配电箱8、加热控制器9、空调压缩机10、驱动电机控制器7其中任何一个高压系统出现环路互锁故障时，其将发送高压互锁故障信号给整车控制器1，整车控制器1禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘客的人身安全；
当安全气囊控制器3检测出现碰撞工况的时，安全气囊控制器3会发送碰撞信号给整车控制器1、第一辅助能源2、第二辅助能源6、高压配电箱8、燃料电池控制器5；整车控制器1接收到碰撞信号后，禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程；第一辅助能源2接收到碰撞信号后，禁止内部的高压继电器闭合，如果内部的高压继电器已经闭合则切断高压继电器，切断第一辅助能源2的高压输出；第二辅助能源6接收到碰撞信号后，禁止内部的高压继电器闭合，如果内部的高压继电器已经闭合则切断高压继电器，切断第二辅助能源6的高压输出；高压配电箱8接收到碰撞信号后，禁止内部的高压继电器闭合，如果内部的高压继电器已经闭合则切断高压继电器，切断高压配电箱8的高压输出；燃料电池控制器5接收到碰撞信号后，禁止燃料电池启动，如果燃料电池已经开机则执行紧急关机流程；
当车身控制器4检测到加氢口处于打开时，通过断开ACC继电器和IGN继电器的方法，整车控制器1禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘员的人身安全。
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种氢能汽车高压安全控制系统，其特征在于：包括整车控制器(1)、和与所述整车控制器(1)电性连接的第一辅助能源(2)、安全气囊控制器(3)、车身控制器(4)、燃料电池控制器(5)、第二辅助能源(6)、驱动电机控制器(7)、高压配电箱(8)、加热控制器(9)和空调压缩机(10)；
所述车身控制器(4)与所述加热控制器(9)和空调压缩机(10)电性连接；
所述安全气囊控制器(3)与所述燃料电池控制器(5)、第一辅助能源(2)、第二辅助能源(6)和高压配电箱(8)电性连接；
所述整车控制器(1)为所述燃料电池控制器(5)、第一辅助能源(2)、第二辅助能源(6)、高压配电箱(8)和驱动电机控制器(7)提供唤醒电源；
所述车身控制器(4)为所述整车控制器(1)、加热控制器(9)和空调压缩机(10)提供唤醒电源；
所述安全气囊控制器(3)向所述整车控制器(1)、燃料电池控制器(5)、第一辅助能源(2)、第二辅助能源(6)和高压配电箱(8)传递碰撞信号；
所述第一辅助能源(2)、燃料电池控制器(5)、第二辅助能源(6)、驱动电机控制器(7)、高压配电箱(8)、加热控制器(9)和空调压缩机(10)均发送高压互锁故障状态给整车控制器(1)；
所述第一辅助能源(2)还发送绝缘阻值低故障和绝缘阻值给整车控制器(1)，并还接收整车控制器(1)发出的工作使能信号。
2.如权利要求1所述的一种氢能汽车高压安全控制系统，其特征在于：所述车身控制器(4)接收加氢口开启状态信号，发出ACC继电器控制信号和IGN继电器控制信号给相关的继电器或低压电源控制板来执行。
3.如权利要求1所述的一种氢能汽车高压安全控制系统，其特征在于：所述安全气囊控制器(3)通过硬线和总线同时向所述整车控制器(1)、燃料电池控制器(5)、第一辅助能源(2)、第二辅助能源(6)和高压配电箱(8)传递碰撞信号。
4.一种氢能汽车高压安全控制方法，其特征在于：使用如权利要求2所述的一种氢能汽车高压安全控制系统。
5.如权利要求4所述的一种氢能汽车高压安全控制方法，其特征在于：
当所述第一辅助能源(2)检测到高压系统出现绝缘故障时，第一辅助能源(2)会监测并发送绝缘电阻低和绝缘电阻数值给整车控制器(1)，整车控制器(1)禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘客的人身安全；
当所述第一辅助能源(2)、燃料电池控制器(5)、第二辅助能源(6)、高压配电箱(8)、加热控制器(9)、空调压缩机(10)、驱动电机控制器(7)其中任何一个高压系统出现环路互锁故障时，其将发送高压互锁故障信号给整车控制器(1)，整车控制器(1)禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘客的人身安全；
当安全气囊控制器(3)检测出现碰撞工况的时，安全气囊控制器(3)会发送碰撞信号给整车控制器(1)、第一辅助能源(2)、第二辅助能源(6)、高压配电箱(8)、燃料电池控制器(5)；所述整车控制器(1)接收到碰撞信号后，禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程；所述第一辅助能源(2)接收到碰撞信号后，禁止内部的高压继电器闭合，如果内部的高压继电器已经闭合则切断高压继电器，切断第一辅助能源(2)的高压输出；所述第二辅助能源(6)接收到碰撞信号后，禁止内部的高压继电器闭合，如果内部的高压继电器已经闭合则切断高压继电器，切断第二辅助能源(6)的高压输出；所述高压配电箱(8)接收到碰撞信号后，禁止内部的高压继电器闭合，如果内部的高压继电器已经闭合则切断高压继电器，切断高压配电箱(8)的高压输出；所述燃料电池控制器(5)接收到碰撞信号后，禁止燃料电池启动，如果燃料电池已经开机则执行紧急关机流程；
当所述车身控制器(4)检测到加氢口处于打开时，通过断开ACC继电器和IGN继电器的方法，整车控制器(1)禁止车辆高压上电或者执行高压紧急下电流程，保护驾驶员和乘员的人身安全。
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